Brenner für flüssige Brenustoffe. Gegenstand der Erfindung ist ein Brenner für flüssige Brennstoffe mit in dem Brenuer- gehäuse befindlicher Mischkammer. Der Er findung gemäss ist in dem Brennergehäuse ein Einsatzstück in bezug auf dieses Gehäuse und auf einen an seinem hintern Ende fest gelagerten Verteiler in achsialer Richtung verstellbar gelagert, das bei seiner Verstellung gleichzeitig Durchtrittsöffnungen für Luft und Öl regelt.
Ein derartiger Brenner kann so ausgebildet sein, dass die Luftkanäle innerhalb des Brenners in der Luftstromrichtung die Querschnitte allmählich ändern und so reich lich bemessen sind, dass innerhalb des Bren ners ein möglichst geringer Druckverlust er reicht wird.
Auch lassen sich in dem Ein satzstück beziehungsweise in dem dasselbe umgebenden Gehäuse gesteuerte Zusatzluft kanäle anordnen, die drehende Luftströme erzeugen, zwischen denen das Ölluftgemisch eingeschlossen ist, wodurch nicht nur das nachteilige Anhaften von Ölteilchen an den Wandungen des Brenners vollständig un möglich gemacht wird; sondern auch eine durchgreifende Zeratä ubung des Brennstoffes stattfindet, was namentlich bei Verwendung von Schwerölen wichtig ist.
Dabei kann durch entsprechende Ausbildung des Verteil- organes und der gesteuerten Kanäle für jeden beliebigen Brennstoff das für seine voll kommene Verbrennung richtige Verhältnis von <B>Öl</B> und Luft eingestellt werden.
Auf der Zeichnung sind verschiedene Aus führungsformen der Erfindung dargestellt. Im besonderen zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform des Brenners im Längsschnitt, wobei die obere und untere Schnitthälfte das Einsatzstück in verschiede- nen.Lagen zeigen; ferner ist Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 1, Fig. 3 ein solcher nach Linie 8-8 der Fig. 1; Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Verteilers;
Fig. S und 6 zeigen weitere Ausführungs formen des Brenners im Längsschnitt in der gleichen Darstellung wie bei Fig. 1, während Fig. 7 und 8 in schematischer Weise die zugehörigen Luftströmungen veranschaulichen; Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungs form des Brenners, bei dem die Mündungen der Luftkanäle achsial hintereinander ange ordnet sind und das Öl in einen der Luft kanäle eingeführt wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 besteht der Brenner in der Hauptsache aus einem Gehäuse a, einem an dem hintern Ende des Gehäuses festgelagerten Verteiler d und einem Einsatzstück b, das in bezug auf das Gehäuse a und den Verteiler r1 in achsialer Richtung verstellbar ist und bei seiner Ver stellung Durchtrittsöffnungen für Öl und Luft regelt.
Das Einsatzstück b, welches mit dem vordern Teil des Gehäuses eine ringförmige Mischkammer g begrenzt, besteht aus einem gegen die Brennermündung hin sich ver jüngenden Hohlkörper, der mit seinem grössten Durchmesser bis an die Wand a' des Breriner- gehäuses a heranreicht und hinter diesem wieder auf einen kleineren Durchmesser über geht.
Die beiden so gebildeten konischen Aussenflächen des Hohlkörpers b sind mit einer Anzahl radial gerichteter Rippen bi und b besetzt, die aussen nach einer Zylinder fläche abgedreht sind und Führungen des Einsatzstückes b in dem Gehäuse a abgeben. Die Rippen b' begrenzen hierbei Kanäle f, die eine Verbindung einer im hintern Teil des Gehäuses a angeordneten Luftkammer c mit der Mischkammer g herstellen und schräg zur Br-irnerachse, etwa schraubenförmig ver laufen. Der Boden dieser Kanäle f' steigt gegen die Wand a' < in.
Die auf der andern Seite des grössten Durchmessers liegenden Rippen b2 begrenzen Kanäle lt die in ent gegengesetzter Richtung schraubenförmig ver laufen.
Das rückwärtige Ende des Einsatzstückes b ist ausgebohrt. In dieser Bohrung führt sich das Stück b an dein nach Art eines hohlen Ringschiebers ausgebildeten Verteiler d, der mittelst Rippen l fest mit dem Deckel e ver bunden ist. Das Einsatzstück b ist einer seits auf denn Verteiler d und anderseits in dem Gehäuse a verschiebbar gelagert und kann mittelst der in dem Deckel e geführten Spindel in und der Mutter n in achsialei, Richtung verstellt werden.
Je nach der Lage des Einsatzstückes werden mehr oder weniger der in ihm vorgesehenen kleinen Bohrungen p mit der Ringnut d' des Verteilers d in Ver bindung gebracht, die durch eine Bohrung l' an die Brennstoffleitung o angeschlossen ist.
Nimmt das Einsatzstück b die in der obern Schnitthälfte der Fig. 1 gezeigte Lage ein, so sind die Ölkanäle V und die zur Mischkammerg führenden Luftkanäle f und q geschlossen und der Brenner ist ausser Betrieb, Bringt man das Einsatzstück b in die in der untern Schnitthälfte der Fig. 1 gezeigte Lage, so werden die Luftkanäle <I>f</I> und<I>q</I> voll geöffnet,
wobei durch die Kanäle f die Mischluft und durch die Kanäle q die Zerstäubungsluft bläst. Bei dieser Stellung des Einsatzstückes ist daher der Brenner auf maximale Leistung eingestellt.
Bei Zwischenstellungen werden die öl- und Luftquerschnitte in dein Verhältnis frei gegeben, dass in allen Lagen des Einsatz stückes b das für eine vollkommene Ver brennung erforderliche Olluftgemisch selbst tätig durch die jeweilige Lage des Einsatz stückes b zum Verteiler !l eingestellt wird.
Bei dieser Brennerform lassen sich die Luftquerschnitte bei f' undq' dein Belastungs grad des Brenners genau anpassen und die Querschuittsübergänge innerhalb desBrenners, insbesondere vorn F bis sowie von Q bis q= so gleichmässig durchführen, dass Druckver luste innerhalb des Brenners vermieden wer- den und hohe Luftgeschwindigkeiten nur dort auftreten, wo sie zur Erzielung einer guten Zerstäubung unerlässlich sind.
Es wird daher auch eine vollkommene Zerstäubung bei nied rigerem als sonst nötigem Winddruck bei jedem Belastungsgrad des Brenners erreicht.
In h'ig. 4 ist eine andere Ausführungs form der Erfindung dargestellt, bei der die einseitig offene Ringnut x des Verteilers durch einen Ring t abgeschlossen wird, der durch die Spindel t,' verstellt werden kann, wodurch die Grösse der freien Ringnut s und damit die Ölzufuhr, weiterhin auch die Lage der Endkante des Ringes t und dadurch die Luftzufuhr so eingestellt wird; wie es der verwendete Brennstoff bezw. der Luftdruck erfordert.
Bei der in Fig. 5 dargestellten .Ausfüh- rungsforrn besteht das Einsatzstück aus einem inneren doppelkonischen Teil b und einem mit diesem durch Rippen b2 verbundenen, in dem Brennergehäuse a gleitenden äusseren Ringteil b3, die beide einen ringförmigen Spalt begrenzen, in welchen der Verteiler,d hinein ragt und zusammen mit den genannten Teilen des Einsatzstückes Ringkanäle f und q mit düsenförmigen Mündungen begrenzt, von denen der äussere - Kanal f' Brennstoffluft und der innere Kanal q Zerstäubungsluft führt,
wobei die düsenförmigen Mündungen dieser Kanäle je nach der Stellung des Einsatzstückes mehr oder minder weit nach dem Mischraum g hin öffnen. Ausser diesen Kanälen f und q- sind in dem Ringkörper b3 noch weitere düsen- förmige Zerstäubungskanäle k angeordnet. Beim Betriebe entstehen daher drei Luft ströme.
Der durch den Kanal f blasende Luftstrom, der durch die Rippen b1 (s. auch Fig. 3) in Einzelströme zerlegt wird, nimmt das durch Bohrungen p zugeführte Öl mit und gelangt beim Austritt aus seiner düsenförnri- gen Mündung, wo die höchste Luftgeschwin digkeit erreicht wird, als Olluftgemisch in die Mischkammer g. Die Kanäle q und 7c sind so tangential angeordnet,
dass die durch sie streichenden Luftströme in der einen oder andern Richtung kreisen und beim Verlassen ihrer düsenförmigen Mündungen mit grösster Geschwindigkeit von innen und aussen auf das durch die Mündung des mittleren Kanals f austretende Olluftgemisch auftreffen, be ziehungsweise dieses vollständig einschliessen, wodurch das nachteilige Anhaften vorn Öl- teilchen an den Wandungen des Brenners vollständig unmöglich gemacht ist.
Beispiels weise sind die Kanäle k tangential so an geordnet, dass die aus ihren Mündungen aus tretenden Luftströrrje links kreisen (s. Fig. 7)', während der durch den Ringkanal q fegende Luftstrom infolge der tangential angeordneten Rippen L beim Austritt aus der Mündung des Kanals q rechts kreist. Es wird daher das zwischen den beiden entgegengesetzt kreisen- den Luftströmen befindliche und von diesen getragene Ölluftgemisch durchgreifend zer stäubt.
Erteilt man auch dein aüs der Mündung des Kanals f tretenden .Ölluftgemisch eine kreisende Bewegung, indem man die Rippen b1 schraubenförmig anstatt gerade führt, so kann man die beiden Zerstäubungsluftströme ent weder gar nicht oder entgegengesetzt zum Ölluftgemisch kreisen lassen.
Die Fig. 6 zeigt einen Brenner gleicher Bauart. Nur wird eine gesteigerte Zer- stäuberwirkung dadurch erzielt, dass das durch den Kanal f austretende Olluftgemisch von innen und aussen durch Zerstäubungsluft- ströme getroffen wird, die durch die Kanäle q1 und q= bezw. k1 und 7c" austreten.
Fig. 8 zeigt das Schema der Luftströmung, wobei die durch die gesteuerten Kanäle q1 und q2 tretende Luft in der einen Richtung und die durch die Kanäle k1 und 1c2 tretende Luft in der andern Richtung kreist, während zwi schen beiden das Ölluftgernrisch sich befindet.
Diese Brenner eignen sich besonders für schwere Öle, da bei ihnen eine weitgehende Zerstäubung stattfindet und das Ölluftgemisch innerhalb der Zerstäubungslüft getragen wird, ohne mit den Wänden in Berührung zu kommen.
Eine gleich gute Zerstäuberwirkung wird bei der Ausführungsform des Brenners nach Fig. 9 ohne kreisende Luftströme dadurch erreicht, dass man die düsenförmigen Mün dungen<I>f 3</I> und q3 der Kanäle<I>f</I> und q in, achsialer Richtung hintereinander anordnet und so gegeneinander richtet, dass die aus ihnen austretenden Luftströme unter einem spitzen Winkel (s. Pfeile 1 und 2 in Fig. 9) aufeinandertreffen. Hierbei ist das vordere Ende d\ des Verteilers d kegelförmig auf geweitet,
derart, dass bei ganz zurückgezoge nem Einsatzstück b der innere Vorsprung b4 den Kanal q und der am Ringteil b3 sitzende Vorsprung b' den* Kanal f abschliesst.
Durch Verstellung des Einsatzstückes b nach vorne werden die Kanäle q und f freigegeben und ihre i#lün dangen q3 und f s allen ählich vergrössert, wobei sie jedoch bei allen Stellungen des Einsatzstückes gegeneinandergeriehtete Ring- düsen bilden, so dass der durch f 3 austretende Luftstrom schwachkegelig gegen die Brenner achse und der aus q3 austretende Luftstrom schwachkegelig von dieser ab nach aussen gerichtet ist.
Dabei wird das Öl hinter der gesteuerten Düsenmündung f 3 mittelst feiner Röhrchen<B>PI</B> eingeführt, die bis ungefähr in die Mitte des Kanals f reichen, so dass die austretenden Öltropfen allseitig von Luft um geben sind und somit der eine Luftstrom die Wirkung von zwei Luftströmen hat und da her auch hier das Öl nicht mit den Wandungen des Brenners in Berührung kommen kann.
Da bei dieser Ausführungsform das aus der Mündung f 3 des Kanals f austretende Ölluftgeniisch von hinten her von dem aus der Mündung q3 des Kanals q austretenden Zerstäuberluftstrom unter spitzem Winkel getroffen wird, so wird auch das Öl in den sich durchdringenden Luftströmen in der Mischkammer intensiv zerstäubt und brenn fertig der Mündung des Brenners zugeführt. Diese Anordnung hat auch den Vorzug des geringsten inneren Widerstandes bezw. ge ringsten Energieaufwandes zur Zerstäubung.
Aueh bei den Ausführungsformen nach I ig. 5, 6 und 9 wird durch Verschiebung des Einsatzstückes b die Weite der Mündungen bezw. der Durchströmquerschnitte der Kanäle y, <I>f,</I> k, sowie die Anzahl der Ölkanäle geregelt.
Die Regelung der Weite der Mün dungen der Kanäle<I>f</I> und<I>q</I> erfolgt im Zu sammenwirken des Einsatzstückes mit dem am Deckel e befestigten Verteiler d und die Regelung des Durchflussquersehnittes der Kanäle 1c und<I>p</I> im Zusammenwirken mit einem im Brennergehäuse ca angeordneten Schieberspiegel a1. Dadurch wird auch die Brennstoffzuführung eine einfache, da die Öl leitung o unmittelbar an die in dem Brenner- gehäuse angeordnete Ringnut cll angeschlossen werden kann.
Zudem ist hier der mittlere Teil des Brenners vollkommen für die An ordnung der Luftkanäle frei, wodurch die (,luerschnittsübergänge bei allen Luftkanälen allmählich durchgeführt werden können und die Höchstgeschwindigkeiten nur dort vor handen sind, wo sie für eine gute Zerstäuber wirkung nötig sind. Da ausserdem durch eitle schwachkegelige Ausbildung-.der Kanäle f, k und q eine nahezu geradlinige Hauptstrom richtung erreicht wird, so ergibt sich für diese Ausführungfortn aueh ein sehr geringer inne rer Druckverlust.
Liquid fuel burner. The invention relates to a burner for liquid fuels with a mixing chamber located in the burner housing. According to the invention, an insert piece with respect to this housing and on a manifold fixedly mounted at its rear end is mounted adjustable in the axial direction in the burner housing, which at the same time controls passage openings for air and oil when it is adjusted.
Such a burner can be designed so that the air channels within the burner gradually change the cross-sections in the air flow direction and are dimensioned so richly that the lowest possible pressure loss is achieved within the burner.
Also can be arranged in the A set piece or in the same surrounding housing controlled additional air channels that generate rotating air streams between which the oil-air mixture is enclosed, which not only makes the detrimental adhesion of oil particles to the walls of the burner completely impossible; but also a thorough eradication of the fuel takes place, which is especially important when using heavy oils.
The correct ratio of oil and air for complete combustion can be set for any fuel by appropriately designing the distribution element and the controlled channels.
In the drawing, various embodiments of the invention are shown. In particular, FIG. 1 shows an embodiment of the burner in longitudinal section, the upper and lower section halves showing the insert in different positions; FIG. 2 is a section along line 7-7 in FIG. 1, FIG. 3 is a section along line 8-8 in FIG. 1; Fig. 4 shows another embodiment of the distributor;
S and 6 show further execution forms of the burner in longitudinal section in the same representation as in FIG. 1, while FIGS. 7 and 8 illustrate the associated air flows in a schematic manner; Fig. 9 shows a further embodiment form of the burner, in which the mouths of the air ducts are axially arranged one behind the other and the oil is introduced into one of the air ducts.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, the burner consists mainly of a housing a, a distributor d mounted on the rear end of the housing and an insert b which is adjustable in the axial direction with respect to the housing a and the distributor r1 is and regulates passage openings for oil and air when it is adjusted.
The insert b, which delimits an annular mixing chamber g with the front part of the housing, consists of a hollow body tapering towards the burner mouth, the largest diameter of which reaches up to the wall a 'of the Breriner housing a and behind it again goes over to a smaller diameter.
The two so formed conical outer surfaces of the hollow body b are occupied with a number of radially directed ribs bi and b, which are turned on the outside after a cylinder surface and give guides of the insert b in the housing a. The ribs b 'delimit channels f, which establish a connection between an air chamber c arranged in the rear part of the housing a and the mixing chamber g and run obliquely to the axis of the Br-Irner, approximately helically ver. The bottom of these channels f 'rises against the wall a' <in.
The ribs b2 lying on the other side of the largest diameter delimit channels which run helically in the opposite direction.
The rear end of the insert piece b is drilled out. In this bore, the piece b leads to your distributor d, which is designed in the manner of a hollow ring slide and which is firmly connected to the cover e by means of ribs l. The insert b is slidably mounted on the one hand on the distributor d and on the other hand in the housing a and can be adjusted axially by means of the spindle guided in the cover e and the nut n in the axial direction.
Depending on the position of the insert, more or less of the small bores p provided in it are brought into connection with the annular groove d 'of the distributor d, which is connected to the fuel line o through a bore l'.
If the insert b assumes the position shown in the upper half of the section in FIG. 1, the oil ducts V and the air ducts f and q leading to the mixing chamberg are closed and the burner is out of operation. The insert b is brought into the lower half of the cut the position shown in FIG. 1, the air ducts <I> f </I> and <I> q </I> are fully opened,
the mixed air blows through the channels f and the atomizing air through the channels q. With the insert in this position, the burner is therefore set to maximum output.
In the case of intermediate positions, the ratio of the oil and air cross-sections is released so that in all positions of the insert b the oil-air mixture required for complete combustion is actively set by the respective position of the insert b to the distributor!
With this burner shape, the air cross-sections at f 'and q' can be precisely adapted to the burner's load factor and the cross-section transitions within the burner, in particular at the front F to and from Q to q =, can be carried out so evenly that pressure losses within the burner are avoided and high air velocities only occur where they are essential to achieve good atomization.
A complete atomization is therefore also achieved with lower wind pressure than is otherwise necessary for every degree of burner load.
In h'ig. 4 is another embodiment of the invention, in which the unilaterally open annular groove x of the distributor is closed by a ring t, which can be adjusted by the spindle t ', whereby the size of the free annular groove s and thus the oil supply continues also the position of the end edge of the ring t and thereby the air supply is adjusted; as the fuel used bezw. the air pressure requires.
In the embodiment shown in FIG. 5, the insert consists of an inner double-conical part b and an outer ring part b3 connected to it by ribs b2 and sliding in the burner housing a, both of which delimit an annular gap in which the distributor, d protrudes into it and, together with the named parts of the insert piece, delimits annular channels f and q with nozzle-shaped mouths, from which the outer channel f 'carries fuel air and the inner channel q atomizing air,
the nozzle-shaped mouths of these channels, depending on the position of the insert, open more or less far towards the mixing space g. In addition to these channels f and q-, further nozzle-shaped atomizing channels k are arranged in the ring body b3. In operation there are therefore three air currents.
The air stream blowing through the channel f, which is broken down into individual streams by the ribs b1 (see also FIG. 3), takes the oil supplied through the bores p with it and, as it exits, comes out of its nozzle-shaped mouth, where the highest air speed is achieved as an oil air mixture in the mixing chamber g. The channels q and 7c are arranged tangentially so that
that the air currents sweeping through them circle in one direction or the other and, when they leave their nozzle-shaped mouths, impinge on the oil air mixture exiting through the mouth of the central channel f at great speed from the inside and outside, or completely enclose it, thereby causing the disadvantageous sticking in front Oil particles on the walls of the burner is made completely impossible.
For example, the channels k are tangentially arranged so that the air streams emerging from their mouths circling left (see Fig. 7) ', while the air flow sweeping through the annular channel q due to the tangentially arranged ribs L when exiting the mouth of the Channel q circles right. The oil-air mixture located between the two oppositely circulating air flows and carried by them is therefore thoroughly dusted.
If the oil-air mixture emerging from the mouth of the channel f is also given a circular movement by guiding the ribs b1 helically instead of straight, then the two atomizing air streams can either not circulate at all or in the opposite direction to the oil-air mixture.
Fig. 6 shows a burner of the same type. Only an increased atomizing effect is achieved in that the oil air mixture exiting through the channel f is hit from the inside and outside by atomizing air flows which pass through the channels q1 and q = respectively. k1 and 7c "exit.
Fig. 8 shows the diagram of the air flow, with the air passing through the controlled channels q1 and q2 in one direction and the air passing through the channels k1 and 1c2 in the other direction, while the oil air supply is located between the two.
These burners are particularly suitable for heavy oils because they are largely atomized and the oil-air mixture is carried within the atomizing air without coming into contact with the walls.
An equally good atomizing effect is achieved in the embodiment of the burner according to FIG. 9 without circulating air flows in that the nozzle-shaped mouths <I> f 3 </I> and q3 of the channels <I> f </I> and q in , axially arranged one behind the other and directed against one another in such a way that the air flows emerging from them meet at an acute angle (see arrows 1 and 2 in FIG. 9). Here the front end d \ of the distributor d is conically widened to
in such a way that when the insert piece b is completely retracted, the inner projection b4 closes the channel q and the projection b 'located on the ring part b3 closes the channel f.
By moving the insert b forwards, the channels q and f are released and their length q3 and fs are all similarly enlarged, although they form ring nozzles directed against one another in all positions of the insert, so that the air flow exiting through f 3 is weakly conical against the burner axis and the air flow exiting from q3 is slightly conical from this outwards.
The oil is introduced behind the controlled nozzle opening f 3 by means of very fine tubes <B> PI </B>, which reach approximately into the middle of the channel f, so that the exiting oil droplets are surrounded by air on all sides and thus the one air flow has the effect of two air currents and therefore the oil cannot come into contact with the walls of the burner here either.
Since, in this embodiment, the oil air flowing out of the mouth f 3 of the channel f is hit from behind by the atomizing air flow emerging from the mouth q3 of the channel q at an acute angle, the oil in the penetrating air flows in the mixing chamber is also intensively atomized and ready to burn, fed to the mouth of the burner. This arrangement also has the advantage of the lowest internal resistance BEZW. minimal energy expenditure for atomization.
Also in the embodiments according to I ig. 5, 6 and 9, the width of the mouths is BEZW by moving the insert piece b. the flow cross-sections of the channels y, <I> f, </I> k and the number of oil channels are regulated.
The control of the width of the mouths of the channels <I> f </I> and <I> q </I> takes place in cooperation of the insert with the distributor d attached to the cover e and the control of the flow cross section of the channels 1c and < I> p </I> in cooperation with a slide mirror a1 arranged in the burner housing ca. This also makes the fuel supply a simple one, since the oil line can be connected directly to the annular groove cl1 arranged in the burner housing.
In addition, the middle part of the burner is completely free for the arrangement of the air ducts, which means that the (, cross-sectional transitions can be carried out gradually in all air ducts and the maximum speeds are only available where they are necessary for a good atomizing effect Due to the vain, weakly conical design of the channels f, k and q an almost straight main flow direction is achieved, this also results in a very low internal pressure loss for this design.